Tiens, nous cuisons une Flammkuecha ou une pissaladière, voire une pizza, c'est-à-dire une couche de pâte, obtenue par mélange de farine et d'eau.
Nous avons utilisé un rouleau ou un autre instrument afin d'obtenir une épaisseur assez régulière. Cette pâte, éventuellement avec une garniture, est placée dans un four très chaud, par exemple 200 °C.
A cette température, les parties externes de la pâte ont leur eau qui s'évapore, ce qui produit un croûte croquante. À l'intérieur, la température reste toujours inférieure à 100°, parce que, tant qu'il y a de l'eau, la température ne peut guère augmenter (au mieux quelques degrés, parce que cette eau n'est pas pure, mais contient des "solutés", des composés dissous*).
La chaleur arrive donc à la surface, et de l'eau s'évapore donc de la partie supérieure et de la partie inférieure de la pâte, tandis que la tendreté du centre subsiste.
Je propose un exercice aux amateurs de sciences de la nature, un petit calcul : connaissant les lois classiques de transfert de la chaleur, connaissant la température du four, connaissant la chaleur latente d'évaporation de l'eau (combien il faut d'énergie pour évaporer une masse d'eau donnée, à la température de 100 °C), pouvons-nous calculer quel sera, après 10 minutes de cuisson par exemple, l'épaisseur des croûtes inférieure et supérieure ?
La réponse à la question est intéressante, parce que si l'épaisseur totale de la pâte est inférieure à la somme de ces deux épaisseurs, alors nous obtiendrons une couche de pâte entièrement croquante ; en revanche, si l'épaisseur totale est supérieure à la somme des deux épaisseurs, alors nous ferons un coeur tendre entre deux couches croquantes.
En pratique, les cuisiniers répondent à la question par l'expérience, mais les étudiants en physico-chimie obtiendront facilement le résultat par un simple calcul. Et puis ? Ce type de problème ne conduit-il pas à l'étude de la physico-chimie ? A la connaissance par la gourmandise ?
* A titre indicatif, quand on fait bouillir 200 g d'eau additionnés de 200 g de sel, la température d'ébullition de l'eau n'est pas de 100 °C, mais de 103 °C ; pas de quoi fouetter un chat.
Bonjour. Merci pour cet exercice qui a aiguisé ma curiosité. J'ose proposer une solution.
RépondreSupprimerHypothèses :
le four consomme 1kWh et a une efficacité énergétique de 50%. Donc en 10 mn, il y aura 166W transmis à la pâte (597kJ).
la pâte est composée de 150g de farine (cp = 1.59 J/°.g) et de 70g d'eau (cp = 4,19 J/°.g).
La pâte est mise à cuire à blanc (pas de garniture) et à une température de 10°C.
Calculs :
L'énergie transmise par le four sert à (1) chauffer la farine de 10°C à 100°C + (2) chauffer l'eau de 10°C à 100°C + (3) évaporer une masse m d'eau (chaleur latente d'évaporation de 2.257 J/g)
On peut donc écrire : 597.000 = (150x1.59x90) + (70x4.19x90) + (mx2257).
On trouve m = 111g. Donc toute l'eau a été évaporée.
Je suis preneur de tout commentaire sur cette approche et ce calcul.
Bonjour,
RépondreSupprimerMerci pour cet exercice qui a piqué ma curiosité. Je me permets donc de proposer un calcul.
Hypothèses :
Le four consomme 1kWh et a une efficacité de 50%. Donc en 10 mn il transmet 166W (299 kJ) à la pâte.
La pâte est faite avec 150g de farine (cp = 1,59 J/°.g) et 70g d’eau (cp = 4,19 J/°.g). Elle est mise à cuire à blanc à une température initiale de 10°C.
L’énergie fournie à la pâte sert à (1) chauffer la farine de 10°C à 100°C + (2) chauffer l’eau de 10°C à 100°C + (3) évaporer une masse m d’eau. La chaleur latente d’évaporation de l’eau est 2257 J/g.
On peut donc écrire : 299 kJ = (150 x 1,59 x 90) + (70 x 4,19 x 90) + (m x 2257).
On trouve m = 111g.
Donc toute l’eau de la pâte a été évaporée.